食品工业的趋势是给消费者提供更多丰富的类似产品。我们都是世界公民,都想能够不论身在何处享受到各类食品。结果是超市的货架上摆满了多种多样的产品,同时也创造了在生产水平上要经常改变产品的需求日益增长。
大多数现代生产工厂在90年代建立,它们运用了很高程度的自动化,但是很少有厂家具有在产品系列之间有效切换的能力。通常达到更大的灵活性的方法是减少自动化和雇佣许多做一些简单重复工作的操作工。这个模式的问题是人为失误的增加风险且产品质量难以控制。最近的发达地区工资水平的不断上涨也鼓励了生产商考虑搬迁或外包生产到更加低成本的区域或国家。这种转移并不容易实现和管理特别是对中小型企业,而且失败的风险很高。增长的运输成本和运输的环境影响使得全世界支持这样一个观点,在靠近产品消费的地方生产 “高度多样化 ”的产品,同时保持生产和研发在一起会是更有效的方式。
过去十年来食品加工面临的巨大变化是由于消费者过敏体质的增多。最广泛的问题是区分潜在“过敏源”(蛋白质,蛋制品,坚果等)和其它配料的需求。诸如穆斯林等增长的民族要求严重制约了使用传统的 90年代所采取的高产量自动化系统。对于手工生产的厂家,这同样是一个沉重的负担,因为需要不懈的加强对人的管理以降低对产品和品牌风险。
精益生产理论提供了一个很好的折中方法-包含了相当大的自动化同时通过运用 “SMED”(一分钟快速更换)保证了快速的产品更换。当我们正确运用这些很智慧的生产方法时,它们所带来的利益远远超过了重新选址来降低劳动土地所节省的费用。
浪费
在精益生产中,避免浪费是我们所追求的哲学。而事实上传统的食品加工机恰 恰相反-到处都是浪费:
1. 生产过剩-混合超过订购的,由于清洗是个负担。
2. 等待-当清洗部分加工设备时,操作工和昂贵的设备被闲置着。
3. 库存-客户对于快速反应和次日送货的要求导致大量的成品和半成品库存。
4. 缺陷-由于人为的失误或者设备的交叉污染,导致经常的返工,或者更糟的是,冒着有损公司品牌价值的风险。
5. 运输-为了满足高峰和低谷时的市场需求,额外的来往于仓库和加工厂及各加工工序之间的运输。
6. 加工过度 -应用于整个加工过程的技术选择是基于最糟的情形条件,而不是仅应用有效技术。 80-20法则在多数情况下不仅适合运用在加工技术上而且适合在自动化水平上。
7. 动作 -由于不正确的加工流程造成操作工不必要的动作和产品在工艺流程间不必要的移动 -额外的动作是由于工厂的不合理规划。
与浪费相关的目前和潜在的成本是巨大的,导致了较高的市场价格,减少了生产者的利润。搬迁同样浪费的加工厂到较低成本的地方也不是长久之计。先进的无浪费生产是保持利润的关键方法。
用现代的 IBC 技术达到灵活与高效许多食品生产商面对挑战的方法都是依靠运用 IBC系统(中转物料仓系统)。现代的 IBC系统允许更大程度的自动化并确保每个批次都可追溯,每个批次用单独工艺容器贮存。它允许产品快速更换( SMED),实际上无比的灵活性就可满足市场的需求,而不依赖大批量生产,大型加工以及成品的大量库存来实现。这些方法绝不是新的 -IBC已被运用了几十年,但常常因其较差的设计易产生灰尘和较多使用人力而声誉十分不佳。市场趋势的改变促使大多数的粉末处理系统供应商关注模块化 IBC系统的发展。这促进了技术的快速提升,其中一些改进将在下文提及。
为什么用 IBC
图一所示的加工流程说明了一个典型的混合机如何不仅从前面批次的配料而且从耗费时间的成品包装被分离开。在 “Lean”(精益)的哲学里对“无增值”的部分(混合机的清洗,填料和卸料)可以独立于外部,使得混合机利用率可以接近 100%而不是标准传统“流水线”系统的 5-15%。随着生产率的增长,系统变得更快和更容易清洗。它也避免了交叉污染,允许每批的完全追溯-主要的好处是大大增加了产品的多样性和安全性。
图示1:把混合机与配料和包装分开以提高整体设备利用率(OEE)
最终包装
无论是包装成用于 B2B贸易的工业用 25公斤的袋子还是零售包装,厂家传统上关注每小时包装的数量而很少考虑到当改变产品时,花费在清洁上的时间。如此方式面对现今生产的挑战是毫无用处的。锥型阀 IBC解决方案可以重新填充任何包装系统而不需要一个横向的螺杆喂料来不断的加满。现在一个设计良好,完整的零售包装线通常不到一小时就可以湿洗完毕,相较于传统的系统完全改观。
图示2:从 IBC经筛分 “直接 ”包装成 25公斤袋子
针对 B2B工业包装有许多显著的发展来简化这些系统,。现在可以通过 IBC直接完成包装而完全不需要任何喂料系统,用最少的资金来达到终端包装线的灵活性。一个配有筛分的系统在几分钟内可以完成清洗,这使得即便是最多样化的生产要求也能拥有最高的效率。
混合
图示3:可以安装 ‘高速转浆’的 IBC 批次式混合机
用 IBC装载和卸载混合机的好处是不证自明的。现在的趋势是使用 IBC本身来作为混合容器,完全移除在线清理、装载卸载固定混合机的需要。十几年来 IBC混合运用在多个工业领域,所提供的灵活性优点在全文中都有描述。挑战是如何处理粘性材料甚至是液体添加物 -这是食品工业的重要需求。这促进了新型高速浆配合 IBC共混的发展,前所未有的推近了与固定混合技术界线距离。这些发展的成果是令人惊讶的。欲投产新项目的一些精明厂商有可能慎重的考虑使用 IBC混合机因为其带来的广泛 “LEAN”优势。随着系统的灵活性提高和消除各工艺间库存,一个 IBC混合器可以达到传统固定混合器产能的2到3倍,且减少了投资成本和空间要求。
批次配料
按配比调配一批有 10-20个原料的操作是一件消耗时间和人力的工作。较小的工厂无法加大投资来实现自动化,只是简单的试图改善工作环境。较大的生产工厂面临着处理成千上万种原料的问题。虽然吨袋对于中等用量原料是一个适合运输的包装,但是它们仅可提供有限的工艺加工 /下料能力。使用吨袋配料系统事实上每个产品都需要它自已的下料位而不管它们使用的频率,使得工厂在规模和成本上的不切合实际(资金和操作上)。
图示4:批次式配料采用自动化 “Flexibatch”定量给料系统
通过把大袋子倒入锥型阀 IBC,在达到同一自动化水平上,相比传统的系统,现在系统只需要十分之一的空间和三分之一的成本。灵活批次配料系统 (Flexibatch)结合用于添加经常改变的微量料的小型人工配料系统可以彻底的减少在配料区域的劳动力的要求。这也同样减少了在这个关键的价值流部分产生人为失误。
结束语
设备和系统供应商不断的创新来解决他们客户所面对的挑战。精益生产理念结合新的技术能够在商业领域中显著的提升效率和利润。面对着降低成本的需求,管理团队需仔细考虑。是应该为了降低劳动力成本而把生产转移到国外还是使现有的资源更有效的生产?通过采用合理的技术,改善现金流动和减少浪费的精益生产方法,使得重新规划工厂更有利可图。但是精益生产不仅仅是硬件上的改变。这个讯息需要从头到尾的被支持并得到所有人的认可。
Lean是一个公司的哲学理念文化,而不仅仅是一个部门性的项目。